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Innengekühlter Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf einen innengekühlten
Elektromotor mit beidseitiger Saugbelüftung, bei welchem der Kühlluftstrom ohne
radiale Kühlluftkanäle geführt ist.
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Innengekühlte Blektromotoren in den Schutzarten P 11 bis P 22 nach
DIN 40 050 besitzen für kleinere und mittlere Leistungen einen auf der Antriebs-
oder Nebenseite angeordneten Radiallüfter. Dieser Radiallüfter saugt normal die
Kühlluft über die Wic#elköpfe der Ständerwicklung und einen dazu im Querschnitt
angepassten, gleichmässig über den ganzen Umfang des Ständerblechpaketes verlaufenden
mantelförmigen Kanal sowie durch axial verlaufende Kühlbohrungen des Läuferblechpaletes
an und drückt sie durch die Ausblasöffnung des jeweilig zugeordneten Lagerschildes.
Dabei kann durch Einbau von Luftleitblechen im Ständer- oder Läuferteil die jeweilige
Kühlluftmenge und die vom Durchtrittsquerschnitt abhängige Luftgeschwindigkeit in
bestimmten Grenzen variiert werden.
Um die erforderliche Kühlluftmenge
und Luftgeschwindigkeit zu erzielen, ist es in den meisten Fällen erforderlich,
den Aussendurchmesser des Lüfters so gross wie den Aussendurchmesser der Wicklung
oder des Ständerblechpaketes zu wählen. Dadurch wird die axiale Länge des Motorgehäuses
und auch die Lage des aktiven Teiles des Motors im Bezug auf die senkrechte Mittelachse
des Motors beeinflusst. rieben einer Verminderung der Geräuschbildung bringt die
doppelseitige Belüftung kleinerer innengekühlter Elektromotoren Vorteile im Bezug
auf die gleichmässige Beaufschlagung beider Wickelköpfe der Ständerwicklung mit
Kühlluft. Weiterhin kann der äussere Durchmesser beider Lüfter so klein gewählt
werden, dass sie im Inneren des Wickelkopfraumes angeordnet werden können. Dadurch
kann die axiale Gesamtlänge des Motors verringert oder der aktive Aufwand an Blechpaketlänge
vergrössert werden.
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Die Belüftungsart mit beidseitiger Belüftung wird bei grösseren rotierenden
elektrischen Maschinen in den Schutzarten P 12 bis P 22 vielfach angewendet. Durch
radial angeordnete Kühlkanäle im Ständer- und läuferblechpaket tritt eine zusätzliche
Saug- und Druckwirkung durch die durch die axialen Kühlöffnungen des Läufers geleitete
Kühlluft auf. Zudem kann der Durchtrittsauerschnitt für die axialen Kühlkanäle des
Läufers durch Verwendung von aufgeschweissten Stegen auf der Welle entsprechend
gross gehalten werden. Bei kleineren innengekühlten Motoren sind die axialen Kühlbohrungen
im häuferblechpaket meist mit kreisfürmigem Querschnitt in die Läuferbleche eingestanzt.
Anzahl und Grösse dieser Kühlbohrungen hängt weitgehend vorn der Polzahl und magnetischen
Ausnutzung des Blechpaketes ab.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, auch kleinere innengekühlte
Elektromotoren mit einer doppelseitigen,
wegen des geringen Durchmessers
der Lüfter sehr geräuscharmen Belüftung auszugestalten. Die Lösung der gestellten
Aufgabe besteht bei einem Elektromotor der eingangs geschilderten Art darin, dass
erfindungsgemäss die das Läuferblechpaket zusammenhaltenden Druckscheiben als zusätzliche
radiale Sauglüfter ausgebildet sind, indem die Druckscheiben in fortlaufender Folge
radial am Umfang gleichmässig verteilt angegossene Bügel beziehungsweise Öffnungen
aufweisen die wechselseitig den jeweiligen Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes
zugeordnet sind und dass über die Öffnungen der beidseitigen Lagerschilde kalte
Kühlluft unmittelbar durch die Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes angesaugt und
über die Stabringverbindungen des Läuferkäfigs an die Wickelköpfe der Ständerwicklung
weitergeleitet wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckscheiben
zugleich auch als Befestigungsnaben für die Radiallüfter der beidseitigen Belüftung
ausgebildet, indem sie auf der dem Läuferblechpaket entgegengesetzten Seite mindestens
3 um 1200 versetzte Angüsse aufweisen, auf welchen die Hauptlüfter befestigt sind.
Der entscheidende Vorteil gegenüber der sonst üblichen direkten Belüftung des Läufers
besteht darin, dass von beiden Seiten her kalte Kühlluft unmittelbar durch die Kühlbohrungen
des Läuferblechpaketes angesaugt und über die Stabringverbindungen des Läuferkäfigs
an die Wickelköpfe der Ständerwicklung weitergeleitet wird. Dabei sind die Druckscheiben
für das Läuferblechpaket so ausgebildet, dass sie hinsichtlich ihres Lüftereffektes
und hinsichtlich der Abdeckung der axialen Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes
jeweils die Hälfte der gesamten Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes erfassen. Die
Befestigungsart, wie sie Gegenstand der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist,
ermöglicht eine wesentliche Herabsetzung des Luftwiderstandes beim Ansaugen der
Kühlluft
durch den Lüfter, so dass auch die Förderleistung selbst entsprechend erhöht wird.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung
in einer Ausführungsform beispielshaft erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt
eines innengekühlten Drehstromaufzugmotors; Figur 2 einen Schnitt durch den Läufer
entlang der Linie B-M in Figur 3 und Figur 3 einen Schnitt durch das Läuferblechpaket
entlang der Linie A-M in Figur 1.
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Als Ausführungsbeispiel ist ein innengekühlter Drehstromaufzugmotor
mit zwei getrennten Wicklungen für Drehzahl-
verhältnisse von 1 : 4 bis 1
: 9 (4/16 - 4/36-polig) gewählt worden. Das. auf der Welle aufgeschichtete Läuferblechpaket
1 wird durch zwei beispielsweise aus Grauguss bestehende Druckscheiben 2 unter einem
bestimmten Pressdruck zusammengehalten. Das Läuferblechpaket besitzt ausgestanzte,
trapezförmige, zum Wellendurchmesser ausgerundete, axiale Öffnungen 4 für den Durchtritt
der Kühlluft. Die Läuferdruckscheibe 2 isst auf der Seite gegen das Läuferblechpaket
als saugender Radiallüfter 5 ausgebildet. Die Öffnungen dieses Lüfters sind wechselseitig
jeweiligen Kühlbohrungen 4 des Läuferbleehpaketes 1 zugeordnet. Dadurch erhält der
Läufer über die halbe Anzahl von Kühlöffnungen 4 die Kühlluft von der Antriebs-
(Darstellung in Figur 2) und über die andere Hälfte der Kühlöffnungen von der Niehtantriebsseite
(Darstellung in Figur 1). Die Läuferdruckscheiben besitzen in fortlaufender Folge
radial am Umfang gleichmässig verteilt angegossene Flügel 5 bzw, entsprechend
dem
Durchtrittsquerschnitt der Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes angepasste Öffnungen
6. Die Kühlluft selbst wird über die Öffnungen der Lagerschilde 7 durch die an drei
um 120° versetzten Angüsse 3 der Läuferdruckscheiben befestigten Lüfter 8 angesaugt
und über die Wickelköpfe der Ständerwicklung 9 aus den am Umfang des Ständermantels
angeordneten luftaustrittsöffnungen 10 geleitet. Ein Teil der angesaugten Kühlluft
wird zur Kühlung des Lüfters und der Stabringverbindungen des Läuferkäfigs 11 von
der jeweils gegenüber dem Lüfter liegenden Druckscheibe über die Kühlbohrungen des
Läuferblechpaketes l angesaugt und über die Stabringverbindungen und dem zwischen
dem Blechpaket liegenden Teil der Ständerwickelköpfe zu den Luftaustrittsöffnungen
geleitet. Diese besondere Anordnung der Läuferkühlung ermöglicht eine wesentlich
intensivere, direkte Abfuhr der Verlustwärme aus dem läuferblechpaket und aus dem
Läuferkäfig. Weiterhin wird der Läufer grundsätzlich mit nicht vorgewärmter Kühlluft
beaufachlagt. Die aus dem Blechpaket tretenden Stäbe des Läuferkäfigs unterstützen
die Ventilationswirkung der besonders ausgebildeten läuferdruckscheiben. Weiterhin
besteht die Möglichkeit der Befestigung der Lüfter an entsprechenden Angüssen der
läuferdruckscheiben. Damit kann weitgehend eine optimale Verteilung und Führung
der angesaugten Kühlluft erzielt werden. Es wird ausserdem eine Verbesserung der
Ansaugverhältnisse der beiden Lüfter erreicht. Weitere Vorteile dieser Anordnung
sind die Verkleinerung der axialen Länge des Ständergehäuses oder bei vorgegebenen
Abmessungen des Ständergehäuses die Unterbringungsmöglichkeit eines längeren Blechpaketea.
Gegenüber der normalen Belüftungsanordnung von innengekühlten Blektromotoren mit
einem Radiallüfter wird bei der doppelseitigen Belüftung nach dem Brfindungsgedanken
eine intensivere und gleichmässigere Kühlung des Ständers und des Läufers bei wesentlich
herabgesetzter Geräuschbildung erreicht.